Question

19．為了參加全國(guó)青少年創(chuàng)新大賽，小強(qiáng)運(yùn)用所學(xué)電學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)電子身高測(cè)量?jī)x，如圖所示，其中定值電阻R₁=5Ω，電源電壓恒為4.5V，R₂的規(guī)格為“15Ω 0.5A”，電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A，下列說(shuō)法中不正確的是（　�。�

• A． R₁在電路中作用是保護(hù)電路
• B． 為了保證電路中各元件安全工作，變阻器接入電路的阻值范圍是4Ω～15Ω
• C． 當(dāng)變阻器R₂接入電路的阻值是6.25Ω時(shí)，電流表的示數(shù)為0.4A
• D． 當(dāng)被測(cè)身高增加時(shí)，電壓表的示數(shù)變大，電流表的示數(shù)變小

Answer 1

分析 （1）由電路結(jié)構(gòu)可知，滑動(dòng)變阻器有短路的可能性，為了防止出現(xiàn)短路而用R₁來(lái)保護(hù)電路；
（2）電流表、電壓表在使用時(shí)，所測(cè)電流、電壓均不能超過(guò)使用量程的最大值；
（3）已知變阻器阻值與定值電阻R₁阻值，依據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)結(jié)合歐姆定律可求得電流的大��；
（4）分析升高增加時(shí)，滑片P的移動(dòng)方向，判斷滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值如何變化，由串聯(lián)電路特點(diǎn)判斷電壓表、電流表示數(shù)如何變化．

解答 解：A、由電路圖可知，電阻R₀在電路起保護(hù)電路的作用，故A不符合題意；
B、①由題意知，電路允許通過(guò)的最大電流I=0.5A，
此時(shí)電路總電阻R_總=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最小，R_滑小=R_總-R₁=9Ω-5Ω=4Ω；
②由題意知，電壓表最大示數(shù)為3V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，
此時(shí)電阻R₁的電壓U₁=U-U_滑=4.5V-3V=1.5V，
電路電流I′=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R_滑大=$\frac{{U}_{滑}}{I'}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
由①②可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是4Ω≤R_滑≤10Ω；故B符合題意；
C、電路中總電阻R=R₂+R₁=5Ω+6.25Ω=11.25Ω，由歐姆定律可得電路中電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{4.5V}{11.25Ω}$═0.4A，即電流表示數(shù)為0.4A，故C不符合題意；
D、當(dāng)被測(cè)身高增加時(shí)，由圖可知，滑動(dòng)變阻器接入電阻增大，則由歐姆定律可知電路中電流I減小，即電流表示數(shù)變小，R₁兩端的電壓
U₁=R₁I減小，由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知電壓表示數(shù)U₂=U-U₁變大．故D不符合題意．
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了定值電阻的作用、電路的動(dòng)態(tài)變化，即電壓表電流表示數(shù)如何變化、求小明升高，分析清楚電路結(jié)構(gòu)是正確解題的前提．